Joindre des tables de données (leçon 2)
1 Introduction
Maintenant que nous maîtrisons bien les différents types de jointures et leur fonctionnement, nous pouvons voir comment gérer des ensembles de données plus complexes et désordonnés. La jointure de données réelles issues de sources différentes nécessite souvent réflexion et nettoyage préalables.
2 Objectifs d’apprentissage
Vous savez comment vérifier les valeurs discordantes entre des jeux de données
Vous comprenez comment effectuer une jointure de type un-à-plusieurs
Vous savez comment effectuer une jointure sur plusieurs colonnes clés
3 Packages
Veuillez charger les packages nécessaires pour cette leçon avec le code ci-dessous :
4 Nettoyage préalable des données
Il est souvent nécessaire de nettoyer préalablement vos données lorsque vous les extraire de différentes sources avant de pouvoir les joindre. Cela est dû au fait qu’il peut y avoir des différences dans la manière dont les valeurs sont écrits dans les différentes tables, comme des erreurs d’orthographe, des différences de casse, ou des espaces en trop. Pour joindre les valeurs, elles doivent correspondre parfaitement. Si des différences existent, R les considère comme des valeurs distinctes.
Pour illustrer ceci, reprenons nos données fictives de patient du
premier cours. Vous vous souvenez probablement que nous avions deux
dataframes, un appelé demographique et l’autre
info_test. Nous pouvons recréer ces jeux de données mais
changer Alice en alice dans le dataframe
demographique tout en gardant les autres valeurs
identiques.
info_test <- tribble(
~nom, ~date_test, ~resultat,
"Alice", "2023-06-05", "Negatif",
"Bob", "2023-08-10", "Positif",
"Xavier", "2023-05-02", "Negatif",
)
info_testEssayons maintenant une jointure interne inner_join()
sur nos deux jeux de données.
Comme nous pouvons le voir, R n’a pas reconnu Alice et
alice comme étant la même personne, donc la seule valeur
commune entre les jeux de données était Bob. Comment
pouvons-nous gérer cela ? Eh bien, il existe plusieurs fonctions que
nous pouvons utiliser pour modifier nos chaînes de caractères. Dans ce
cas, utiliser str_to_title() fonctionnerait pour s’assurer
que toutes les valeurs soient identiques. Si nous appliquons cette
fonction à notre colonne nom dans notre dataframe
demographique, nous pourrons joindre correctement les
tables.
Cela a parfaitement fonctionné ! Nous ne rentrerons pas dans les détails de toutes les différentes fonctions que nous pouvons utiliser pour modifier les chaînes de caractères, puisqu’elles sont couvertes de manière exhaustive dans la leçon sur les chaînes de caractères. L’élément important de cette leçon est que nous allons apprendre à identifier les valeurs discordantes entre nos dataframes.
Les deux jeux de données suivants contiennent des données pour l’Inde, l’Indonésie et les Philippines. Quelles sont les différences entre les valeurs dans les colonnes clés qui devraient être modifiées avant de joindre les jeux de données ?
Dans de petits jeux de données comme nos données fictives ci-dessus, il est assez facile de repérer les différences entre les valeurs dans nos colonnes clés. Mais qu’en est-il quand on a un plus grand jeux de données ? Illustrons cela avec deux jeux de données réels sur la tuberculose en Inde.
Notre premier jeu de données contient des données sur la notification des cas de tuberculose en 2022 pour tous les états et territoires de l’Union indienne, issues du Rapport gouvernemental sur la tuberculose en Inde. Nos variables comprennent le nom de l’état/territoire de l’Union, le type de système de santé dans lequel les patients ont été détectés (public ou privé), le nombre cible de patients dont le statut de tuberculose devait être notifié, et le nombre réel de patients atteints de tuberculose dont le statut a été notifié.
Notre second jeu de données, également issu du même Rapport sur la tuberculose, contient le nom de l’état/territoire de l’Union, le type de système de santé, le nombre de patients atteints de tuberculose dépistés pour le COVID-19, et le nombre de patients atteints de tuberculose diagnostiqués positifs au COVID-19.
Pour les besoins de cette leçon, nous avons modifié certains des noms
d’états/territoires de l’Union dans le jeu de données
covid. Notre objectif est de les faire correspondre aux
noms du jeu de données notification afin de pouvoir les
joindre. Pour cela, nous devons comparer les valeurs entre eux. Pour de
grands jeux de données, si nous souhaitons comparer quelles valeurs sont
présentes dans l’un mais pas dans l’autre, nous pouvons utiliser la
fonction setdiff() en précisant quels dataframes et
colonnes nous souhaitons comparer. Commençons par comparer les valeurs
de la colonne state_UT du dataframe
notification à celles de la colonne state_UT
du dataframe covid.
## [1] "Arunachal Pradesh"
## [2] "Dadra et Nagar Haveli et Daman et Diu"
## [3] "Tamil Nadu"
## [4] "Tripura"Que nous indique cette liste ? En plaçant le jeu de données
notification en premier, nous demandons à R “quelles
valeurs sont présentes dans notification mais PAS dans
covid ?”. Nous pouvons (et devrions!) également inverser
l’ordre des jeux de données pour vérifier dans l’autre sens, en
demandant “quelles valeurs sont présentes dans covid mais
PAS dans notification ?” Faisons cela et comparons les deux
listes.
## [1] "ArunachalPradesh" "Dadra & Nagar Haveli & Daman & Diu"
## [3] "tamil nadu" "Tri pura"Comme nous pouvons le voir, il y a quatre valeurs dans le jeu de
données covid qui présentent des erreurs d’orthographe ou
qui sont écrites de manière différente comparer au jeu de données
notification. Dans ce cas, la solution la plus simple
serait de nettoyer les données de covid en utilisant la
fonction case_when() afin de faire correspondre les deux
jeux de données. Nettoyons cela et comparons nos jeux de données à
nouveau.
covid <- covid %>%
mutate(Etat =
case_when(Etat == "ArunachalPradesh" ~ "Arunachal Pradesh",
Etat == "tamil nadu" ~ "Tamil Nadu",
Etat == "Tri pura" ~ "Tripura",
Etat == "Dadra & Nagar Haveli & Daman & Diu" ~ "Dadra et Nagar Haveli et Daman et Diu",
TRUE ~ Etat))
setdiff(notification$Etat, covid$Etat)## character(0)## character(0)À des fins d’illustration, nous avons réécrit les valeurs d’origine
de notre jeu de données covid. Cependant, dans la pratique,
lorsque vous transformez vos variables, il vaut toujours mieux créer une
nouvelle variable propre et supprimer les anciennes si vous ne les
utilisez plus !
Super ! Comme nous pouvons le voir, il n’y a plus de différences dans les valeurs entre nos jeux de données. Maintenant que nous nous sommes assurés que nos données sont propres, nous pouvons passer à la jointure ! Puisque nous comprenons les bases de la jointure grâce à notre premier cours, nous pouvons aborder des sujets plus complexes.
Le jeu de données suivant, également extrait du Rapport sur la tuberculose, contient des informations sur le nombre de cas de tuberculose pédiatrique et sur le nombre de patients pédiatriques initiés au traitement.
En utilisant la fonction set_diff(), comparez les
valeurs de jointure du jeu de données enfant avec celles du
jeu de données notification et apportez les modifications
nécessaires au jeu de données enfant pour que les valeurs
correspondent.
5 Relations un-à-plusieurs
Dans le cours précédent, nous nous sommes intéressés aux jointures un-à-un, où une observation dans un jeu de données correspondait à aau maximum une observation dans l’autre jeu de données. Dans une jointure un-à-plusieurs, une observation dans un jeu de données correspond à plusieurs observations dans l’autre jeu de données. L’image ci-dessous illustre ce concept:
Examinons une jointure un-à-plusieurs avec une jointure de type
left_join()!
5.1
left_join()
Pour illustrer une jointure un-à-plusieurs, reprenons nos données de
patients et leurs résultats de tests COVID. Imaginons que dans notre jeu
de données, Alice et Xavier se soient fait
tester plusieurs fois pour le COVID. Nous pouvons ajouter deux lignes
supplémentaires à notre jeu de données info_test avec leurs
nouvelles informations de test:
info_test_multiples <- tribble(
~nom, ~date_test, ~resultat,
"Alice", "2023-06-05", "Negatif",
"Alice", "2023-06-10", "Positif",
"Bob", "2023-08-10", "Positif",
"Xavier", "2023-05-02", "Negatif",
"Xavier", "2023-05-12", "Negatif",
)Examinons maintenant ce qui se passe lorsque nous utilisons une
jointure de type left_join(), avec le jeu de données
demographique à gauche de l’appel:
## Joining with `by = join_by(nom)`Que s’est-il passé ? Eh bien, nous savons qu’Alice était
présente dans le jeu de données de gauche, sa ligne a donc été
conservée. Mais elle apparaissait deux fois dans le jeu de données de
droite, donc ses informations démographiques ont été dupliquées dans le
jeu de données final. Xavier n’était pas dans le jeu de
données de gauche, il a donc été supprimé. En résumé, lorsqu’une
jointure un-à-plusieurs est effectuée, les données du côté “un” sont
dupliquées pour chaque ligne correspondante du côté “plusieurs”.
L’illustration ci-dessous présente ce processus :
Nous pouvons voir le même résultat lorsque l’ordre des jeux de
données est inversé, en plaçant info_test_multiples à
gauche de l’appel.
## Joining with `by = join_by(nom)`Encore une fois, les données démographiques d’Alice ont
été dupliquées ! Xavier était présent dans le jeu de
données de gauche info_test_multiples donc ses lignes ont
été conservées, mais comme il n’était pas dans le jeu de données
demographique, les cellules correspondantes sont définies
sur NA.
Copiez le code ci-dessous pour créer deux petits dataframes :
info_patient <- tribble(
~patient_num, ~nom, ~age,
1, "Liam", 32,
2, "Manny", 28,
3, "Nico", 40
)
maladies <- tribble(
~patient_num, ~maladie,
1, "Diabète",
1, "Hypertension",
2, "Asthme",
3, "Cholestérol Élevé",
3, "Arthrite"
)Si vous utilisez une fonction left_join() pour joindre
ces ensembles de données, combien de lignes y aura-t-il dans le
dataframe final ? Essayez de le déterminer, puis effectuez la jointure
pour voir si vous aviez raison !
Appliquons cela à nos jeux de données du monde réel. Le premier jeu
de données sur lequel nous allons travailler est le jeu de données
notification. Pour rappel, voici à quoi il ressemble:
Notre second jeu de données contient 32 des 36 états et territoires de l’union indienne, ainsi que leur catégorie de subdivision et le conseil zonal dans lequel ils sont situés.
Tout d’abord, vérifions s’il y a des différences entre les jeux de données:
## [1] "Andhra Pradesh" "Chhattisgarh" "Ladakh" "Tamil Nadu"## character(0)Comme nous pouvons le voir, il y a quatre états dans le jeu de
données notification qui ne sont pas dans le jeu de données
regions. Ce ne sont pas des erreurs à corriger, nous
n’avons simplement pas l’information complète dans notre jeu de données
regions. Si nous voulons conserver tous les cas de
notification, nous devrons le placer en position de gauche
pour notre jointure. Essayons cela !
## Joining with `by = join_by(Etat)`Comme prévu, les données du jeu de données regions ont
été dupliquées pour chaque valeur correspondante du jeu de données
notification. Pour les états qui ne sont pas dans le jeu de
données regions, comme l’Andhra Pradesh, les
cellules correspondantes sont définies sur NA.
Parfait ! Nous savons maintenant comment utiliser une jointure de
type left_join() lors de la jointure de jeux de données
avec une correspondance un-à-plusieurs. Regardons les différences et
similitudes avec une jointure interne, inner_join().
En utilisant un left_join(), joindre le jeu de données
de tuberculose pédiatrique enfant avec le jeu de données
regions en conservant toutes les valeurs du jeu de données
enfant.
5.2
inner_join()
Lors de l’utilisation d’une jointure interne
inner_join() avec une relation un-à-plusieurs, les mêmes
principes s’appliquent qu’avec un left_join(). Pour
illustrer cela, regardons à nouveau nos données de patients COVID et
leurs informations de test.
Maintenant, voyons ce qui se passe lorsque nous utilisons un
inner_join() pour joindre ces deux jeux de données.
## Joining with `by = join_by(nom)`Avec un inner_join(), les valeurs communes entre les
jeux de données sont conservées et celles du côté “un” sont dupliquées
pour chaque ligne du côté “plusieurs”. Puisqu’Alice et
Bob sont communs entre les deux jeux de données, ce sont
les seuls à être conservés. Et comme Alice apparaît deux
fois dans info_test_multiples, sa ligne du jeu de données
demographique est dupliquée !
Essayons cela avec notre jeu de données covid sur la
tuberculose et notre jeu de données regions. Pour rappel,
voici nos jeux de données:
Comme nous l’avons vu précédemment, le jeu de données
regions manque 4 états/territoires de l’Union, nous pouvons
donc nous attendre à ce qu’ils soient exclus de notre jeu de données
final avec un inner_join(). Créons un nouveau jeu de
données appelé inner_covid_regions.
## Joining with `by = join_by(Etat)`Parfait, c’est exactement ce que nous voulions !
Utilisez la fonction set_diff() pour comparer les
valeurs entre les jeux de données enfant et
regions. Puis, utilisez un inner_join() pour
joindre les deux jeux de données. Combien d’observations sont conservées
?
6 Colonnes clés multiples
Parfois, nous avons plus d’une colonne permettant d’identifier de manière unique les observations que nous souhaitons apparier. Par exemple, imaginons que nous ayons des mesures de pression artérielle systolique et diastolique pour trois patients avant (pre) et après (post) la prise d’un nouveau médicament hypotenseur.
tension_arterielle <- tribble(
~nom, ~temps, ~systolique, ~diastolique,
"David", "pre", 139, 87,
"David", "post", 121, 82,
"Eamon", "pre", 137, 86,
"Eamon", "post", 128, 79,
"Flavio", "pre", 137, 81,
"Flavio", "post", 130, 73
)
tension_arterielleMaintenant, imaginons que nous ayons un autre jeu de données avec les mêmes 3 patients et leurs taux de créatinine avant et après la prise du médicament. La créatinine est un déchet normalement éliminé par les reins. Si les taux de créatinine dans le sang augmentent, cela peut signifier que les reins ne fonctionnent pas correctement, ce qui peut être un effet secondaire des médicaments hypotenseurs.
rein <- tribble(
~nom, ~temps, ~creatinine,
"David", "pre", 0.9,
"David", "post", 1.3,
"Eamon", "pre", 0.7,
"Eamon", "post", 0.8,
"Flavio", "pre", 0.6,
"Flavio", "post", 1.4
)
reinNous souhaitons joindre les deux jeux de données de sorte que chaque patient ait deux lignes, une ligne pour sa tension artérielle et sa créatininémie avant la prise du médicament, et une ligne pour sa tension artérielle et sa créatininémie après le médicament. Pour cela, notre premier réflexe serait de joindre sur le nom des patients. Essayons et voyons ce qui se passe :
Comme nous pouvons le voir, ce n’est pas du tout ce que nous voulions
! Nous pouvons joindre sur les noms de patients, mais R affiche un
message d’avertissement indiquant qu’il s’agit d’une relation «
plusieurs-à-plusieurs » car plusieurs lignes dans un jeu de données
correspondent à plusieurs lignes dans l’autre jeu de données, ce qui
fait que nous obtenons 4 lignes par patient. En règle générale, vous
devriez éviter les jointures plusieurs-à-plusieurs! Notez également que
comme nous avons deux colonnes appelées temps (une dans
chaque jeu de données), ces colonnes sont différenciées dans le nouveau
jeu de données par .x et .y.
Ce que nous voulons faire, c’est apparier à la fois le
nom et le temps. Pour cela, nous devons
spécifier à R qu’il y a deux colonnes d’appariement. En réalité, c’est
très simple ! Tout ce que nous avons à faire est d’utiliser la fonction
c() et de préciser les deux noms de colonnes.
C’est parfait ! Appliquons cela maintenant à nos jeux de données
réels notification et covid.
Réfléchissons à la forme que nous souhaitons voir avoir pour notre
jeu de données final. Nous voulons avoir deux lignes par état, une avec
les données de notification de la tuberculose et du COVID pour le
secteur public, et une pour le secteur privé. Cela signifie que nous
devons apparier sur state_UT et hc_type. Tout
comme pour les données de patients, nous devons spécifier les deux
valeurs clés dans la clause by= en utilisant
c(). Essayons !
Super, c’est exactement ce que nous voulions !
Créez un nouveau jeu de données appelé TB_final qui
rassemble le jeu de données notif_covid avec le jeu de
données enfant. Puis, joignez ce jeu de données avec le jeu
de données regions pour obtenir un jeu de données combiné
final, en vous assurant qu’aucune donnée de tuberculose n’est
perdue.
Contributors
The following team members contributed to this lesson:
KENE DAVID NWOSU
Passionate about world improvement